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特開2023-143710組成物及びそれを用いた発光素子の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023143710
(43)【公開日】2023-10-06
(54)【発明の名称】組成物及びそれを用いた発光素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H10K 50/15 20230101AFI20230928BHJP
   H10K 59/10 20230101ALI20230928BHJP
   H10K 85/10 20230101ALI20230928BHJP
   H10K 71/15 20230101ALI20230928BHJP
   C08G 61/10 20060101ALI20230928BHJP
   C08L 65/00 20060101ALI20230928BHJP
【FI】
H10K50/15
H10K59/10
H10K85/10
H10K71/15
C08G61/10
C08L65/00
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023010270
(22)【出願日】2023-01-26
(31)【優先権主張番号】P 2022049299
(32)【優先日】2022-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】林 直樹
(72)【発明者】
【氏名】横藤田 敏之
(72)【発明者】
【氏名】柿本 秀信
【テーマコード(参考)】
3K107
4J002
4J032
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107BB03
3K107CC04
3K107CC42
3K107CC45
3K107DD53
3K107DD59
3K107DD60
3K107DD70
3K107DD72
3K107DD73
3K107DD78
3K107DD79
3K107DD87
3K107FF14
3K107GG06
4J002CE00W
4J002CP03X
4J002EN056
4J002EU057
4J002FD146
4J002FD207
4J002GP00
4J002GQ00
4J002GQ05
4J032CA03
4J032CA04
4J032CA12
4J032CA14
4J032CA24
4J032CA43
4J032CB04
4J032CB05
4J032CB12
4J032CD02
4J032CE03
4J032CE24
4J032CF05
4J032CG01
4J032CG03
(57)【要約】
【課題】発光効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物を提供する。また、当該組成物を用いて形成された発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】組成物は、架橋基を有する化合物Aと、式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bと、溶媒とを含有する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
架橋基を有する化合物Aと、式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bと、溶媒とを含有する、組成物。
【化1】
[式中、
1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するB1は、同一であっても異なっていてもよい。
sは0以上の整数を表す。複数存在するsは、同一であっても異なっていてもよい。]
【請求項2】
前記化合物Aの含有量が、前記溶媒に対して1000質量ppm超えであり、且つ、前記高分子化合物Bの含有量が、前記溶媒に対して0質量ppmを超え1000質量ppm以下である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記化合物Aが、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物Aである、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項4】
前記架橋基を有する構成単位が、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である、請求項3に記載の組成物。
【化2】
[式中、
nは1以上の整数を表す。
nAは0以上の整数を表す。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar3は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’)-で表される基、カルボニル基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Xは架橋基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化3】
[式中、
mA、m及びcは、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。mAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。mが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar5は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar5が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar4及びAr6は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’)-で表される基、カルボニル基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。KAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’は、水素原子、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。X’が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのX’は架橋基である。]
【請求項5】
前記高分子化合物Aが、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含む、請求項3に記載の組成物。
【化4】
[式中、
X1及びaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。ArX2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ArX4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
X1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RX2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RX3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化5】
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項6】
前記高分子化合物Aが、前記式(Y)で表される構成単位として、式(Y-1)で表される構成単位又は式(Y-2)で表される構成単位を含む、請求項5に記載の組成物。
【化6】
[式中、
Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
Y1は、-C(RY22-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY22-C(RY22-で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項7】
前記化合物Aが、式(Z’’)で表される化合物である、請求項1に記載の組成物。
【化7】
[式中、
B1、mB2及びmB3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。複数存在するmB1は、それらは同一でも異なっていてもよい。mB3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar7は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar7が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
B1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LB1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’’は、架橋基、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するX’’は、同一でも異なっていてもよい。但し、複数存在するX’’のうち、少なくとも1つは、架橋基である。]
【請求項8】
前記架橋基が、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基である、請求項1又は2に記載の組成物。
(架橋基A群)
【化8】
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0~5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよく、該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項9】
前記B1が、アルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項10】
前記溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項11】
前記溶媒が2種以上の溶媒を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項12】
前記2種以上の溶媒のうちの少なくとも1種が、芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である、請求項11に記載の組成物。
【請求項13】
前記2種以上の溶媒のうちの少なくとも2種が、芳香族炭化水素系溶媒及び芳香族エーテル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種である、請求項11に記載の組成物。
【請求項14】
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項15】
陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた1又は複数の有機層と、を有する発光素子の製造方法であり、
前記有機層の少なくとも1層を請求項1又は2に記載の組成物を用いて湿式法により形成する工程を含む、前記発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、組成物及びそれを用いた発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子は、ディスプレイ及び照明の用途に好適に使用することが可能である。発光素子の有機層を形成する方法は、大面積素子への製造工程の簡略化、製造コストの低減の観点からは、溶媒を用いた湿式法が有利である。例えば、特許文献1には、湿式法に用いられる組成物として、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物と溶媒とを含有する組成物が記載されている。なお、該組成物は、後述の式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bを含まない組成物である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008-106241号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記組成物を用いて形成された発光素子は、発光効率が必ずしも十分ではなかった。
そこで、本発明は、発光効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物を提供することを目的とする。本発明はまた、当該組成物を用いて形成された発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の[1]~[15]を提供する。
[1] 架橋基を有する化合物Aと、式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bと、溶媒とを含有する、組成物。
【化1】
[式中、
1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するB1は、同一であっても異なっていてもよい。
sは0以上の整数を表す。複数存在するsは、同一であっても異なっていてもよい。][2] 前記化合物Aの含有量が、前記溶媒に対して1000質量ppm超えであり、且つ、前記高分子化合物Bの含有量が、前記溶媒に対して0質量ppmを超え1000質量ppm以下である、[1]に記載の組成物。
[3] 前記化合物Aが、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物Aである、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4] 前記架橋基を有する構成単位が、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である、[3]に記載の組成物。
【化2】
[式中、
nは1以上の整数を表す。
nAは0以上の整数を表す。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar3は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’)-で表される基、カルボニル基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Xは架橋基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化3】
[式中、
mA、m及びcは、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。mAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。mが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar5は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar5が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar4及びAr6は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’)-で表される基、カルボニル基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。KAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’は、水素原子、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。X’が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのX’は架橋基である。]
[5] 前記高分子化合物Aが、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含む、[3]又は[4]に記載の組成物。
【化4】
[式中、
X1及びaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。ArX2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ArX4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
X1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RX2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RX3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化5】
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。][6] 前記高分子化合物Aが、前記式(Y)で表される構成単位として、式(Y-1)で表される構成単位又は式(Y-2)で表される構成単位を含む、[5]に記載の組成物。
【化6】
[式中、
Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
Y1は、-C(RY22-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY22-C(RY22-で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
[7] 前記化合物Aが、式(Z’’)で表される化合物である、[1]に記載の組成物。
【化7】
[式中、
B1、mB2及びmB3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。複数存在するmB1は、それらは同一でも異なっていてもよい。mB3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar7は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar7が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
B1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LB1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’’は、架橋基、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するX’’は、同一でも異なっていてもよい。但し、複数存在するX’’のうち、少なくとも1つは、架橋基である。]
[8] 前記架橋基が、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基である、[1]~[7]のいずれかに記載の組成物。
(架橋基A群)
【化8】
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0~5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよく、該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
[9] 前記B1が、アルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい、[1]~[8]のいずれかに記載の組成物。
[10] 前記溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である、[1]~[9]のいずれかに記載の組成物。
[11] 前記溶媒が2種以上の溶媒を含む、[1]~[10]のいずれかに記載の組成物。
[12] 前記2種以上の溶媒のうちの少なくとも1種が、芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である、[11]に記載の組成物。
[13] 前記2種以上の溶媒のうちの少なくとも2種が、芳香族炭化水素系溶媒及び芳香族エーテル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種である、[11]又は[12]に記載の組成物。
[14] 正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、[1]~[13]のいずれかに記載の組成物。
[15] 陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた1又は複数の有機層と、を有する発光素子の製造方法であり、
前記有機層の少なくとも1層を[1]~[14]のいずれかに記載の組成物を用いて湿式法により形成する工程を含む、前記発光素子の製造方法。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、発光効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物を提供することができる。また本発明によれば、当該組成物を用いて形成された発光素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0008】
<共通する用語の説明>
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
【0009】
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、イオン結合、共有結合又は配位結合を意味する。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×104以下の化合物を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×103~1×108である重合体を意味する。
高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
高分子化合物の末端基は、高分子化合物を発光素子に用いた場合、発光素子の発光特性が優れるので、好ましくは安定な基である。高分子化合物の末端基としては、好ましくは、高分子化合物の主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素-炭素結合を介して高分子化合物の主鎖と結合するアリール基又は1価の複素環基が挙げられる。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。高分子化合物中に2個以上存在する構成単位は、一般に、「繰り返し単位」とも呼ばれる。
【0010】
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~50であり、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~20であり、更に好ましくは1~10である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~30であり、より好ましくは4~20であり、更に好ましくは4~10である。
アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、ドデシル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基(例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基及び6-エチルオキシヘキシル基)が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~30であり、より好ましくは4~20であり、更に好ましくは4~10である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アリール基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~10である。
アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基としては、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0011】
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~50であり、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~10である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは4~10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基、及び、該基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~10である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、1-アントラセニルオキシ基、9-アントラセニルオキシ基、1-ピレニルオキシ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0012】
「p価の複素環基」(pは、1以上の整数を表す。)とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。p価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団である「p価の芳香族複素環基」が好ましい。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、及び、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
【0013】
1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは2~40であり、より好ましくは3~20である。1価の複素環基のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常1~30であり、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3である。
1価の複素環基は、置換基を有していてもよい。1価の複素環基はとしては、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0014】
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
【0015】
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
置換アミノ基は、置換基を更に有していてもよい。置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
アミノ基及び置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(4-メチルフェニル)アミノ基、ビス(4-tert-ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0016】
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~50であり、好ましくは2~20であり、より好ましくは2~10である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~10である。 「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~10である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基及びシクロアルケニル基としては、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0017】
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2~50であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは3~10である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~10である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~50であり、好ましくは5~20であり、より好ましくは6~10である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基及びシクロアルキニル基としは、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0018】
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。
アリーレン基は、置換基を有していてもよい。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられ、好ましくは、式(A-1)~式(A-20)で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
[式中、R及びRaは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRは、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRaは、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【0019】
2価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは2~40であり、より好ましくは3~20である。2価の複素環基のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常1~30であり、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3である。
2価の複素環基は、置換基を有していてもよい。2価の複素環基としては、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、ジヒドロフェナジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール、トリアゾールから、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち2個の水素原子を除いた2価の基、及び、該基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された2価の基が挙げられ、好ましくは、式(AA-1)~式(AA-34)で表される基である。2価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
[式中、R及びRaは、前記と同じ意味を表す。]
【0020】
「架橋基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基である。架橋基としては、好ましくは、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基(即ち、式(XL-1)~式(XL-19)のいずれかで表される基)である。架橋基は、置換基を有していてもよい。
【0021】
「置換基」としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基及びシクロアルキニル基が挙げられる。置換基は架橋基であってもよい。なお、置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよいが、環を形成しないことが好ましい。
【0022】
<本実施形態の組成物>
本実施形態の組成物は、架橋基を有する化合物A(以下、「化合物A」ともいう。)と、式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bと、溶媒とを含有する、組成物である。
本実施形態の組成物において、化合物Aと、高分子化合物Bと、溶媒とは異なる。
本実施形態の組成物は、化合物A、高分子化合物B及び溶媒を、それぞれ、1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
本実施形態の組成物は、例えば、発光素子用組成物として好適に用いることができる。本実施形態の組成物を用いて形成された発光素子(以下、「本実施形態の発光素子」ともいう。)は、発光効率がより優れる。
【0023】
本実施形態の組成物において、化合物A、高分子化合物B及び溶媒の合計の含有量は、組成物(例えば、発光素子用組成物であり、以下、同様である。)としての機能が奏される範囲であればよい。本実施形態の組成物において、化合物A、高分子化合物B及び溶媒の合計の含有量は、例えば、組成物の全量基準で1~100質量%であってもよく、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは10~100質量%であり、より好ましくは30~100質量%であり、更に好ましくは50~100質量%であり、特に好ましくは70~100質量%であり、とりわけ好ましくは90~100質量%である。
【0024】
本実施形態の組成物において、化合物Aの含有量は、組成物としての機能が奏される範囲であればよい。本実施形態の組成物において、化合物Aの含有量は、溶媒の含有量に対して、例えば、0質量ppm超えであってもよく、10質量ppm以上であってもよく、100質量ppm以上であってもよく、1000質量ppm以上であってもよく、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは1000質量ppm超えであり、より好ましくは1000質量ppm超え100質量%以下であり、更に好ましくは1000質量ppm超え50質量%以下であり、特に好ましくは1000質量ppm超え30質量%以下であり、とりわけ好ましくは2000質量ppm以上10質量%以下であり、一層好ましくは3000質量ppm以上5質量%以下であり、より一層好ましくは4000質量ppm以上2質量%以下であり、殊更に好ましくは5000質量ppm以上1質量%以下である。
【0025】
本実施形態の組成物において、高分子化合物Bの含有量は、組成物としての機能が奏される範囲であればよい。本実施形態の組成物において、高分子化合物Bの含有量は、溶媒の含有量に対して、例えば、0質量ppm超え100質量%以下であってもよく、0質量ppm超え50質量%以下であってもよく、0質量ppm超え10質量%以下であってもよく、0質量ppm超え1質量%以下であってもよく、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0質量ppm超え5000質量ppm以下であり、より好ましくは0質量ppm超え1000質量ppm以下であり、更に好ましくは0.01質量ppm以上1000質量ppm以下であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0.1質量ppm以上1000質量ppm以下であり、より好ましくは0.5質量ppm以上1000質量ppm以下であり、更に好ましくは1質量ppm以上1000質量ppm未満であり、特に好ましくは5質量ppm以上500質量ppm以下であり、とりわけ好ましくは10質量ppm以上100質量ppm以下である。
【0026】
本実施形態の組成物において、化合物Aの含有量は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、高分子化合物Bの含有量よりも多いことが好ましい。本実施形態の組成物において、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、溶媒の含有量は、化合物Aの含有量よりも多いことが好ましい。本実施形態の組成物において、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、化合物Aの含有量は、高分子化合物Bの含有量よりも多く、且つ、溶媒の含有量は、化合物Aの含有量よりも多いことが好ましい。
【0027】
<化合物A>
化合物Aは、架橋基を有する化合物である。化合物Aは、架橋基を有する低分子化合物(以下、「低分子化合物A」ともいう。)であっても、架橋基を有する高分子化合物(以下、「高分子化合物A」ともいう。)であってもよい。化合物Aは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは高分子化合物Aである。
【0028】
化合物Aにおいて、架橋基としては、化合物Aの架橋性がより優れ、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基(即ち、式(XL-1)~式(XL-19)で表される架橋基から選ばれる少なくとも1種の架橋基)であり、より好ましくは、更に好ましくは、式(XL-1)、式(XL-3)、式(XL-9)、式(XL-10)又は式(XL-16)~式(XL-19)で表される架橋基であり、特に好ましくは、式(XL-1)又は式(XL-16)~式(XL-19)で表される架橋基であり、とりわけ好ましくは、式(XL-1)又は式(XL-17)で表される架橋基である。
架橋基A群において、架橋基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
化合物Aは、架橋基を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0029】
[高分子化合物A]
高分子化合物Aは、架橋基を有する高分子化合物である。高分子化合物Aは、式(2)で表される構成単位を含まない高分子化合物であることが好ましい。
【0030】
高分子化合物Aは、高分子化合物Aの架橋性がより優れ、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、架橋基を、架橋基を有する構成単位として含むことが好ましい。即ち、高分子化合物Aは、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。
高分子化合物A及び架橋基を有する構成単位における架橋基の例及び好ましい範囲は、化合物Aにおける架橋基の例及び好ましい範囲と同じである。
高分子化合物Aが架橋基を有する構成単位を含む場合、架橋基を有する構成単位の含有量は、高分子化合物Aとしての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物Aが架橋基を有する構成単位を含む場合、架橋基を有する構成単位の含有量は、高分子化合物Aに含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~100モル%であり、高分子化合物Aの架橋性がより優れ、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは1~99モル%であり、より好ましくは2~90モル%であり、更に好ましくは3~70モル%であり、特に好ましくは5~50モル%である。
架橋基を有する構成単位は、高分子化合物A中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0031】
架橋基を有する構成単位は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である。
【0032】
(式(Z)で表される構成単位)
nは、通常1~10の整数であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは1~7の整数であり、より好ましくは1~4の整数であり、更に好ましくは1又は2であり、特に好ましくは2である。
nAは、通常0~10の整数であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0~7の整数であり、より好ましくは0~4の整数であり、更に好ましくは0~2の整数である。
【0033】
Arにおける炭化水素基としては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基が挙げられる。Arにおける炭化水素基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Arにおける脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基又はシクロアルキレン基から水素原子n個を除いた基が挙げられ、好ましくは、アルキレン基から水素原子n個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Arにおける芳香族炭化水素基としては、アリーレン基から水素原子n個を除いた基が挙げられ、この基は置換基を有していてもよい。このアリーレン基の例及び好ましい範囲としては、ArY1におけるアリーレン基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
Arにおける複素環基としては、2価の複素環基から水素原子n個を除いた基が挙げられ、この基は置換基を有していてもよい。この2価の複素環基の例及び好ましい範囲としては、ArY1における2価の複素環基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
Arにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基における、炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、Arにおける炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Arにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基としては、例えば、ArY1における少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した基から水素原子n個を除いた基が挙げられる。
Arは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、炭化水素基又は複素環基であり、より好ましくは、炭化水素基であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0034】
で表されるアリーレン基の例及び好ましい範囲としては、ArY1で表されるアリーレン基の例及び好ましい範囲が挙げられる。Lで表されるアリーレン基は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、フェニレン基又はフルオレンジイル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
で表される2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
は、高分子化合物Aの合成が容易になり、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、アリーレン基又はアルキレン基であり、より好ましくは、フェニレン基、フルオレンジイル基又はアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
R’は、好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくは、アリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
R’におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ar、L及びR’で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Xにおける架橋基の例及び好ましい範囲は、化合物Aにおける架橋基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0035】
(式(Z’)で表される構成単位)
mAは、通常0~10の整数であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0~7の整数であり、より好ましくは0~4の整数であり、更に好ましくは0~2の整数であり、特に好ましくは0又は1であり、とりわけ好ましくは0である。 mは、通常0~10の整数であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0~7の整数であり、より好ましくは0~4の整数であり、更に好ましくは0~2の整数であり、特に好ましくは0である。
cは、通常0~10の整数であり、高分子化合物Aの合成が容易になり、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0~5の整数であり、より好ましくは0~2の整数であり、更に好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
【0036】
Arにおける炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、Arにおける炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Arにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基の例及び好ましい範囲は、Arにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基の例及び好ましい範囲と同じである。
Arは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、炭化水素基又は複素環基であり、より好ましくは、炭化水素基であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar及びArは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
Ar及びArにおけるアリーレン基の例及び好ましい範囲は、ArX1、ArX2、ArX3及びArX4におけるアリーレン基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ar及びArにおける2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、ArX1、ArX2、ArX3及びArX4における2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。 Ar~Arで表される基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0037】
の例及び好ましい範囲は、Lの例及び好ましい範囲と同じである。
R’’の例及び好ましい範囲は、R’の例及び好ましい範囲と同じである。
【0038】
X’における架橋基の例及び好ましい範囲は、Xで表される架橋基の例及び好ましい範囲と同じである。
X’におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、RX1、RX2及びRX3におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲の例及び好ましい範囲と同じである。
X’は、好ましくは、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくは、架橋基、アリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくは、架橋基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
X’で表される基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0039】
架橋基を有する構成単位としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【0040】
(その他の構成単位)
高分子化合物Aは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含むことが好ましい。即ち、高分子化合物Aは、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、架橋基を有する構成単位とを含むことが好ましい。
高分子化合物Aが、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、架橋基を有する構成単位とを含む場合、架橋基を有する構成単位と、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位とは異なることが好ましい。
高分子化合物Aは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
高分子化合物Aは、高分子化合物Aの正孔輸送性が優れ、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。
高分子化合物Aは、高分子化合物Aの正孔輸送性が優れ、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率が更に優れるので、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
【0041】
高分子化合物Aが式(X)で表される構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物Aとしての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物Aが式(X)で表される構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物Aに含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~99.9モル%であり、高分子化合物Aの正孔輸送性が優れ、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは1~99モル%であり、より好ましくは10~90モル%であり、更に好ましくは20~80モル%であり、特に好ましくは30~70モル%である。
式(X)で表される構成単位は、高分子化合物A中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0042】
高分子化合物Aが式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物Aとしての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物Aが式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物Aに含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~99.9モル%であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは1~99モル%であり、より好ましくは10~90モル%であり、更に好ましくは20~80モル%であり、特に好ましくは30~70モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子化合物A中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0043】
高分子化合物Aが、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、架橋基を有する構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び架橋基を有する構成単位の合計の含有量は、高分子化合物Aとしての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物Aが、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、架橋基を有する構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び架橋基を有する構成単位の合計の含有量は、高分子化合物Aに含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~100モル%であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。
【0044】
・式(Y)で表される構成単位
ArY1で表されるアリーレン基は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、フルオレンジイル基又はピレンジイル基であり、より好ましくは、フェニレン基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基又はフルオレンジイル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表されるアリーレン基は、本実施形態の発光素子の発光効率が更に優れるので、好ましくは、式(A-1)~式(A-14)、式(A-19)又は式(A-20)で表される基であり、より好ましくは、式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)~式(A-11)、式(A-13)又は式(A-19)で表される基であり、更に好ましくは、式(A-1)、式(A-7)、式(A-9)又は式(A-19)で表される基である。
【0045】
ArY1で表される2価の複素環基は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン又はフェノチアジンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される2価の複素環基は、本実施形態の発光素子の発光効率が更に優れるので、好ましくは、式(AA-1)~式(AA-15)、式(AA-18)~式(AA-22)、式(AA-33)又は式(AA-34)で表される基であり、より好ましくは、式(AA-1)~式(AA-6)、式(AA-10)~式(AA-15)又は式(AA-18)~式(AA-22)であり、更に好ましくは、式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-13)、式(AA-15)、式(AA-18)又は式(AA-20)で表される基であり、特に好ましくは、式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-18)又は式(AA-20)で表される基である。
【0046】
ArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
ArY1において、「少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基」としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
【化24】
【0047】
ArY1は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、置換基を有していてもよいアリーレン基であることが好ましい。
【0048】
ArY1で表される基が有していてもよい置換基は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、特に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有していてもよい置換基におけるアリール基は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、ベンゼン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、フェニル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有していてもよい置換基における1価の複素環基は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン又はフェノチアジンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン又はトリアジンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有していてもよい置換基における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0049】
ArY1で表される基が有してもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、更に置換基を有さないことが好ましい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0050】
式(Y)で表される構成単位としては、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、式(Y-1)又は式(Y-2)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(Y-2)で表される構成単位である。
【0051】
Y1は、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、更に好ましくは、水素原子又はアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0052】
式(Y-1)において、RY1の少なくとも1つは(好ましくは、RY1の少なくとも2つは)、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0053】
Y2は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0054】
Y1及びRY2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y1及びRY2が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0055】
Y1において、-C(RY2-で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、双方がアリール基、双方が1価の複素環基、又は、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基もしくは1価の複素環基であり、より好ましくは一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。2個存在するRY2は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、-C(RY2-で表される基としては、好ましくは式(Y-A1)~式(Y-A5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-A4)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【化25】
【0056】
Y1において、-C(RY2)=C(RY2)-で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、又は、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0057】
Y1において、-C(RY2-C(RY2-で表される基中の4個のRY2は、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基である。複数存在するRY2は互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、-C(RY2-C(RY2-で表される基は、好ましくは式(Y-B1)~(Y-B5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-B3)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【化26】
[式中、RY2は前記と同じ意味を表す。]
【0058】
Y1は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、-C(RY2-又は-C(RY2-C(RY2-で表される基であり、より好ましくは、-C(RY2-で表される基である。
【0059】
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】
【化37】
【化38】
【化39】
【0060】
・式(X)で表される構成単位
X1及びaX2は、通常0~10の整数であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは0~5の整数であり、より好ましくは0~3の整数であり、更に好ましくは0~2の整数であり、特に好ましくは0又は1である。
【0061】
X1、RX2及びRX3は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
X1、RX2及びRX3におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0062】
ArX1、ArX2、ArX3及びArX4におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArX2及びArX4で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArX2及びArX4における少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、ArY1における少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基と同様のものが挙げられる。
ArX1、ArX2、ArX3及びArX4は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、置換基を有していてもよいアリーレン基である。
【0063】
ArX1~ArX4及びRX1~RX3で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0064】
式(X)で表される構成単位としては、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは式(X-1)~式(X-7)で表される構成単位である。
【化40】
【化41】
【化42】
【化43】
[式中、RX4及びRX5は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRX4は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRX5は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【0065】
X4及びRX5は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、特に好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
X4及びRX5におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、後述のArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
X4及びRX5が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、後述のArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0066】
式(X)で表される構成単位としては、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【化44】
【化45】
【化46】
【化47】
【化48】
【化49】
【化50】
【0067】
高分子化合物Aとしては、例えば、表1に示す高分子化合物P-1~P-12が挙げられる。ここで、「その他」とは、式(Z)で表される構成単位、式(Z’)で表される構成単位、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
【0068】
【表1】
[表中、p’、q’、r’、s’及びt’は、各構成単位のモル比率(モル%)を表す。p’+q’+r’+s’+t’=100であり、且つ、70≦p’+q’+r’+s’≦100である。]
【0069】
高分子化合物Aは、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合した共重合体であることが好ましい。
【0070】
高分子化合物Aのポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは5×10~1×10であり、より好ましくは1×10~5×10であり、更に好ましくは2×10~2×10である。高分子化合物Aのポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1×10~2×10であり、より好ましくは2×10~1×10であり、更に好ましくは5×10~5×10である。
【0071】
(高分子化合物Aの製造方法)
高分子化合物Aは、ケミカルレビュー(Chem. Rev.),第109巻,897-1091頁(2009年)等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができ、Suzuki反応、Yamamoto反応、Buchwald反応、Stille反応、Negishi反応及びKumada反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
上記重合方法において、単量体を仕込む方法としては、単量体全量を反応系に一括して仕込む方法、単量体の一部を仕込んで反応させた後、残りの単量体を一括、連続又は分割して仕込む方法、単量体を連続又は分割して仕込む方法等が挙げられる。
遷移金属触媒としては、パラジウム触媒、ニッケル触媒等が挙げられる。
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独又は組み合わせて行う。高分子化合物Aの純度が低い場合、例えば、再結晶、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
【0072】
[低分子化合物A]
低分子化合物Aは、架橋基を有する低分子化合物である。低分子化合物Aは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、式(Z’’)で表される化合物であることが好ましい。
【0073】
B1の例及び好ましい範囲は、mAの例及び好ましい範囲と同じである。
B2の例及び好ましい範囲は、cの例及び好ましい範囲と同じである。
B3の例及び好ましい範囲は、mの例及び好ましい範囲と同じである。
Arの例及び好ましい範囲は、Arの例及び好ましい範囲と同じである。
B1の例及び好ましい範囲は、Lの例及び好ましい範囲と同じである。
R’’’の例及び好ましい範囲は、R’’の例及び好ましい範囲と同じである。
X’’の例及び好ましい範囲は、X’の例及び好ましい範囲と同じである。
【0074】
低分子化合物Aとしては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。
【化51】
【化52】
【化53】
【化54】
【0075】
[高分子化合物B]
高分子化合物Bは、式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物である。高分子化合物Aは、架橋基を有さない高分子化合物であることが好ましい。
【0076】
(式(2)で表される構成単位)
は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基又はアリールオキシ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基又はアリール基であり、とりわけ好ましくはアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
におけるヒドロキシアルキル基としては、水素原子の一つがヒドロキシ基で置換されたアルキル基が挙げられる。
が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0077】
高分子化合物Bに含まれる式(2)で表される構成単位の繰り返し数(重合度)は、通常5~10000の整数であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは10~5000の整数であり、より好ましくは20~2000の整数であり、より好ましくは50~1000の整数である。
【0078】
sは、通常0~10の整数であり、好ましくは0~5の整数であり、より好ましくは、0~2の整数であり、更に好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
【0079】
式(2)で表される構成単位としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【化55】
【化56】
【化57】
【化58】
【化59】
【化60】
【化61】
【0080】
高分子化合物Bに含まれる式(2)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物Bとしての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物Bに含まれる式(2)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物Bに含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~100モル%であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。式(2)で表される構成単位は、高分子化合物B中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0081】
高分子化合物Bは、ダウ・東レ株式会社、信越化学工業株式会社及びビックケミー・ジャパン株式会社等から入手可能である。その他には、例えば、特表2011-505448号公報、特開2012-68417号公報及び特開2015-147930号公報等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができる。
【0082】
高分子化合物Bは、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、その他の態様であってもよく、複数種の原料モノマーを共重合した共重合体であってもよい。
【0083】
高分子化合物Bのポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは1×10~1×10であり、より好ましくは2×10~5×10であり、更に好ましくは2×10~2×10である。高分子化合物Bのポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは2×10~2×10であり、より好ましくは5×10~1×10であり、更に好ましくは5×10~5×10である。
【0084】
[溶媒]
本実施形態の組成物に含有される溶媒(以下、「インク溶媒」ともいう。)は、化合物A及び高分子化合物Bを溶解又は分散し、化合物A及び高分子化合物Bと反応しないものであれば特に限定されない。
インク溶媒は、本実施形態の組成物の製造が容易になるので、単独で用いることが好ましい。また、インク溶媒は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、2種以上を混合して用いることが好ましい。
インク溶媒としては、例えば、塩素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、カーボネート系溶媒が挙げられ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、塩素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒又はエステル系溶媒であり、より好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒又はエステル系溶媒であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒又は脂肪族エーテル系溶媒であり、特に好ましくは芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である。
【0085】
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒のうち、少なくとも1種は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、塩素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒又はエステル系溶媒であり、より好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒又はエステル系溶媒であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒又は脂肪族エーテル系溶媒であり、特に好ましくは芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒のうち、少なくとも2種は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、塩素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒及びエステル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種であり、より好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒及びエステル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒及び脂肪族エーテル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種であり、特に好ましくは芳香族炭化水素系溶媒及び芳香族エーテル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒のうち、少なくとも2種の組み合わせは、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒及び芳香族エーテル系溶媒のうちの1種と、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒及びエステル系溶媒のうちの1種との組み合わせであり、より好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒及び芳香族エーテル系溶媒のうちの1種と、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、脂肪族エーテル系溶媒、ケトン系溶媒及びエステル系溶媒のうちの1種との組み合わせであり、更に好ましくは、芳香族炭化水素系溶媒2種の組み合わせ、芳香族エーテル系溶媒2種の組み合わせ、又は、芳香族炭化水素系溶媒と芳香族エーテル系溶媒との組み合わせである。
【0086】
塩素系溶媒としては、例えば、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン及びジクロロベンゼンが挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、シクロペンチルベンゼン、メチルシクロペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルシクロヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、シクロヘプチルベンゼン、メチルシクロヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン及びテトラリンが挙げられる。
芳香族エーテル系溶媒としては、例えば、アニソール、ジメトキベンゼン、トリメトキシベンゼン、エトキシベンゼン、プロポキシベンゼン、ブトキシベンゼン、メチルプロポキシベンゼン、ブトキシベンゼン、メトキシトルエン、エトキシトルエン、メトキシナフタレン、エトキシナフタレン及びフェノキシトルエンが挙げられる。
脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ペンタン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン及びビシクロヘキシルが挙げられる。
脂肪族エーテル系溶媒としては、例えば、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。
アルコール系溶媒としては、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、シクロペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ベンジルアルコール、フェニルエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロパンジオール及びグリセリンが挙げられる。
ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、ジブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ヘキサノン、オクタノン、ノナノン、フェニルアセトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、メチルナフチルケトン及びイソホロンが挙げられる。
アミド系溶媒としては、例えば、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンが挙げられる。
エステル系溶媒としては、例えば、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ペンチル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシピロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸プロピル、乳酸プロピル、フェニル酢酸エチル、安息香酸エチル、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、及び、δ-バレロラクトンが挙げられる。
カーボネート系溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、及び、プロピレンカーボネートが挙げられる。
【0087】
本実施形態の組成物において、インク溶媒のうち、少なくとも1種は、1気圧における沸点が、通常、40℃~500℃であり、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは60℃~450℃であり、より好ましくは80℃~400℃であり、更に好ましくは100℃~300℃である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒のうち、少なくとも1種は、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、1気圧における沸点が、好ましく100℃~450℃であり、より好ましくは150℃~400℃であり、更に好ましくは200℃~300℃である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、本実施形態の発光素子の発光効率が更に優れるので、インク溶媒のうち、少なくとも1種の1気圧における沸点が60℃以上200℃未満であり、且つ、少なくとも1種の1気圧における沸点が200℃以上450℃以下であることが好ましく、少なくとも1種の1気圧における沸点が80℃以上195℃以下であり、且つ、少なくとも1種の1気圧における沸点が210℃以上400℃以下であることがより好ましく、少なくとも1種の1気圧における沸点が100℃以上190℃以下であり、且つ、少なくとも1種の1気圧における沸点が220℃以上300℃以下であることが更に好ましい。
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒のうち、最も含有量の少ないインク溶媒の含有量は、インク溶媒の合計含有量を100質量部とした場合、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは1~50質量部であり、より好ましくは5~45質量部であり、更に好ましくは10~40質量部である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、インク溶媒のうち、最も含有量の少ないインク溶媒の1気圧における沸点は、好ましくは60℃以上200℃未満であり、より好ましくは80℃以上195℃以下であり、更に好ましくは100℃以上190℃以下である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒のうち、最も含有量の多いインク溶媒の含有量は、インク溶媒の合計含有量を100質量部とした場合、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは50~99質量部であり、より好ましくは55~95質量部であり、更に好ましくは60~90質量部である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、インク溶媒のうち、最も含有量の多いインク溶媒の1気圧における沸点は、好ましくは200℃以上450℃以下であり、より好ましくは210℃以上400℃以下であり、更に好ましくは220℃以上300℃以下である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、インク溶媒の種類は、通常、2種~20種であり、本実施形態の組成物の製造が容易になり、且つ、本実施形態の発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは2種~10種であり、より好ましくは2~5種であり、更に好ましくは2種又は3種であり、特に好ましくは2種である。
インク溶媒を2種以上用いる場合、混合溶媒が25℃及び1気圧にて液体であればよい。
【0088】
[その他の成分]
本実施形態の組成物は、化合物Aと、高分子化合物Bと、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物であってもよい。但し、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料は、化合物A及び高分子化合物Bとは異なる。
【0089】
(正孔輸送材料)
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、トリフェニルアミン及びその誘導体、N,N’-ジ-1-ナフチル-N,N’-ジフェニルベンジジン(α-NPD)、並びに、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)ベンジジン(TPD)等の芳香族アミン化合物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及びその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン及びトリニトロフルオレノン等の電子受容性部位が結合された化合物でもよい。
本実施形態の組成物において、正孔輸送材料が含まれる場合、正孔輸送材料の含有量は、化合物A及び高分子化合物Bの合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0090】
(電子輸送材料)
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン及びジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
本実施形態の組成物において、電子輸送材料が含まれる場合、電子輸送材料の含有量は、化合物A及び高分子化合物Bの合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0091】
(正孔注入材料及び電子注入材料)
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン及びポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
本実施形態の組成物において、正孔注入材料及び/又は電子注入材料が含まれる場合、正孔注入材料及び電子注入材料の含有量は、各々、化合物A及び高分子化合物Bの合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0092】
・イオンドープ
正孔注入材料又は電子注入材料は、イオンがドープされていてもよい。例えば、正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは1×10-5S/cm~1×10S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
正孔注入材料又は電子注入材料にドープするイオンの種類は、例えば、正孔注入材料であればアニオンが挙げられ、電子注入材料であればカチオンが挙げられる。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン及び樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びテトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0093】
(発光材料)
発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする燐光発光性化合物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、式(Y)で表される構成単位及び/又は式(X)で表される構成単位を含む高分子化合物が挙げられる。
【0094】
燐光発光性化合物としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
【化62】
【化63】
【化64】
【化65】
【化66】
【0095】
本実施形態の組成物において、発光材料が含まれる場合、発光材料の含有量は、化合物A及び高分子化合物Bの合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0096】
(酸化防止剤)
酸化防止剤は、化合物A及び高分子化合物Bと同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤が挙げられる。
本実施形態の組成物において、酸化防止剤が含まれる場合、酸化防止剤の含有量は、化合物A及び高分子化合物Bを100質量部とした場合、通常、0.001~10質量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0097】
<膜>
膜は、本実施形態の組成物を用いて、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の湿式法により作製することができる。
本実施形態の組成物を用いて湿式法により膜を作製する場合、必要に応じて、インク溶媒を除去する。インク溶媒を除去する方法としては、例えば、自然乾燥、真空乾燥及び加熱乾燥が挙げられ、好ましくは、自然乾燥又は真空乾燥である。乾燥する温度は、通常0℃~300℃であり、好ましくは5℃~150℃であり、より好ましくは10℃~75℃であり、更に好ましくは15℃~40℃である。
本実施形態の組成物を用いて湿式法により膜を作製する場合、必要に応じて、化合物Aを架橋させてもよい。化合物Aを架橋させる方法としては、膜の製造が容易になるので、加熱又は光照射により架橋させる方法が好ましく、加熱により架橋させる方法がより好ましい。
架橋させるための加熱の温度は、通常、25℃~300℃であり、好ましくは50℃~260℃であり、より好ましくは130℃~230℃であり、更に好ましくは180℃~210℃である。
加熱の時間は、通常、0.1分~1000分であり、好ましくは0.5分~500分であり、より好ましくは1分~120分であり、更に好ましくは10分~60分である。
光照射に用いられる光の種類は、例えば、紫外光、近紫外光、可視光である。
膜を形成する方法としては、例えば、本実施形態の組成物を用いた湿式法により、膜を形成後、該膜に含有される化合物Aを架橋させて、膜を形成する方法が挙げられる。
本実施形態の組成物の粘度は、湿式法の種類によって調整すればよいが、インクジェット印刷法等の溶液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまりと飛行曲がりが起こりづらいので、好ましくは25℃において1~50mPa・sであり、より好ましくは1~20mPa・sである。
膜は、発光素子における発光層、正孔輸送層又は正孔注入層として好適である。
膜の厚さは、通常、1nm~1μmである。
【0098】
<発光素子の製造方法>
本実施形態の発光素子の製造方法は、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた1又は複数の有機層と、を有する発光素子の製造方法であり、前記有機層の少なくとも一層を本実施形態の組成物を用いて湿式法により形成する工程を含む、発光素子の製造方法である。
本実施形態の発光素子は、本実施形態の組成物を用いて湿式法により形成された少なくとも一層の有機層を有する発光素子である。
本実施形態の発光素子の構成としては、例えば、陽極及び陰極からなる電極と、該電極間に設けられた本実施形態の組成物を用いて湿式法により形成された少なくとも一層の有機層とを有する。
本実施形態の発光素子において、湿式法としては、前記<膜>の項で説明した湿式法が挙げられる。
本実施形態の組成物を用いて湿式法により有機層を形成する工程において、必要に応じて、インク溶媒を除去する。インク溶媒を除去する方法としては、前記<膜>の項で説明したインク溶媒を除去する方法が挙げられる。
本実施形態の組成物を用いて湿式法により少なくとも一層の有機層を形成する工程において、必要に応じて、化合物Aを架橋させてもよい。化合物Aを架橋させる方法としては、前記<膜>の項で説明した化合物Aを架橋させる方法が挙げられる。
本実施形態の組成物を用いて湿式法により少なくとも一層の有機層を形成する工程としては、例えば、本実施形態の組成物を用いた湿式法により、少なくとも一層の有機層を形成後、該有機層に含有される化合物Aを架橋させる方法が挙げられる。
【0099】
[層構成]
発光素子が有する有機層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層の1種以上の層である。本実施形態の組成物を用いて湿式法により形成された少なくとも一層の有機層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層の1種以上の層であり、好ましくは、発光層、正孔輸送層又は正孔注入層であり、より好ましくは正孔輸送層又は正孔注入層であり、更に好ましくは正孔輸送層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含む。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を、上述したインク溶媒に溶解させ、組成物を調製して用い、上述した膜の作製と同じ方法を用いて形成することができる。
【0100】
発光素子は、陽極と陰極の間に発光層を有する。本実施形態の発光素子は、正孔注入性及び正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましく、電子注入性及び電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層及び電子輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
【0101】
正孔輸送層、電子輸送層、発光層、正孔注入層及び電子注入層としては、本実施形態の組成物の他、各々、上述した正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、正孔注入材料及び電子注入材料等を用いて形成することができる。
【0102】
正孔輸送層の材料、電子輸送層の材料及び発光層の材料は、発光素子の作製において、各々、正孔輸送層、電子輸送層及び発光層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することを回避するために、該材料が架橋基を有することが好ましい。架橋基を有する材料を用いて各層を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができる。
【0103】
本実施形態の発光素子の製造方法において、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成方法としては、低分子化合物を用いる場合、例えば、真空蒸着法等の乾式法、及び、湿式法が挙げられ、高分子化合物を用いる場合、例えば、湿式法が挙げられる。
【0104】
本実施形態の発光素子において、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極は、それぞれ、必要に応じて、2層以上設けられていてもよい。陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
本実施形態の発光素子において、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極の厚さは、それぞれ、通常、1nm~1μmであり、好ましくは2nm~500nmであり、更に好ましくは5nm~150nmである。
本実施形態の発光素子において、積層する層の順番、数、及び厚さは、発光素子の輝度寿命、駆動電圧及び発光効率を勘案して調整すればよい。
【0105】
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイト及びグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、マグネシウム-アルミニウム合金、インジウム-銀合金、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-マグネシウム合金、リチウム-インジウム合金、カルシウム-アルミニウム合金が挙げられる。
陽極及び陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
【0106】
本実施形態の発光素子は、例えば、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層等の層を設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層、電子注入層等の層を設け、更にその上に、陰極を積層することにより、発光素子を製造することができる。他の製造方法としては、基板上に陰極を設け、その上に電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の層を設け、更にその上に、陽極を積層することにより、発光素子を製造することができる。更に他の製造方法としては、陽極又は陽極上に各層を積層した陽極側基材と陰極又は陰極上に各層を積層させた陰極側基材とを、対向させて接合することにより製造することができる。
【0107】
[用途]
本実施形態の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の光源、照明用の光源、有機EL照明、コンピュータ、テレビ及び携帯端末等の表示装置(例えば、有機ELディスプレイ及び有機ELテレビ)として好適に用いることができる。
【実施例0108】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0109】
実施例において、高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及びポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、移動層にテトラヒドロフランを用い、下記のサイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)により求めた。なお、SECの測定条件は、次のとおりである。
【0110】
測定する高分子化合物を約0.05質量%の濃度でテトラヒドロフランに溶解させ、SECに10μL注入した。移動相は、2.0mL/分の流量で流した。カラムとして、PLgel MIXED-B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器にはUV-VIS検出器(島津製作所製、商品名:SPD-10Avp)を用いた。
【0111】
<合成例1> 化合物M1~M15の合成
化合物M1は、特開2011-174062号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M2は、国際公開第2005/049546号に記載の方法に従って合成した。 化合物M3は、特開2008-106241号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M4、化合物M5及び化合物M14は、国際公開第2002/045184号に記載の方法に準じて合成した。
化合物M6は、国際公開第2005/052027号に記載の方法に従って合成した。 化合物M7及び化合物M9は、特開2010-189630号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M8及び化合物M13は、国際公開第2012/086671号に記載の方法に従って合成した。
化合物M10は、特開2010-215886号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M11は、国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。
化合物M12は、国際公開第2013/146806号に記載の方法に従って合成した。
化合物M15は、特開2004-143419号公報に記載の方法に従って合成した。
【0112】
【化67】
【化68】
【0113】
<合成例2> 高分子化合物1の合成
高分子化合物1は、化合物M1、化合物M2及び化合物M3を用いて、特開2013-47315号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物1のMnは5.6×10であり、Mwは2.4×10であった。
高分子化合物1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M1から誘導される構成単位と、化合物M2から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位とが、50:42.5:7.5のモル比で構成された共重合体である。
【0114】
<合成例3> 高分子化合物2の合成
高分子化合物2は、化合物M4、化合物M5及び化合物M6を用いて、国際公開第2011/049241号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物2のMnは8.9×10であり、Mwは4.2×10であった。
高分子化合物2は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M4から誘導される構成単位と、化合物M5から誘導される構成単位と、化合物M6から誘導される構成単位とが、50:42.5:7.5のモル比で構成された共重合体である。
【0115】
<合成例4> 高分子化合物3の合成
高分子化合物3は、化合物M4及び化合物M5を用いて、特開2012-36381号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物3のMnは8.1×10であり、Mwは3.4×10であった。
高分子化合物3は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M4から誘導される構成単位と、化合物M5から誘導される構成単位とが、50:50のモル比で構成された共重合体である。
【0116】
<合成例5> 高分子化合物4の合成
高分子化合物4は、化合物M7、化合物M8及び化合物M9を用いて、特開2012-036388号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物4のMnは9.6×104であり、Mwは2.2×105であった。
高分子化合物4は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M7から誘導される構成単位と、化合物M8から誘導される構成単位と、化合物M9から誘導される構成単位とが、50:40:10のモル比で構成された共重合体である。
【0117】
<合成例6> 高分子化合物5の合成
高分子化合物5は、化合物M7、化合物M5、化合物M3及び化合物M10を用いて、特開2015-110751号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物5のMnは5.9×104であり、Mwは2.5×105であった。
高分子化合物5は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M7から誘導される構成単位と、化合物M5から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位と、化合物M10から誘導される構成単位とが、50:40:5:5のモル比で構成された共重合体である。
【0118】
<合成例7> 高分子化合物6の合成
高分子化合物6は、化合物M11、化合物M12及び化合物M2を用いて、国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物6のMnは2.3×104であり、Mwは1.2×105であった。
高分子化合物6は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M2から誘導される構成単位とが、45:5:50のモル比で構成された共重合体である。
【0119】
<合成例8> 高分子化合物7の合成
高分子化合物7は、化合物M13、化合物M14及び化合物M15を用いて、特開2012-216815号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物7のMnは1.0×105であり、Mwは2.6×105であった。
高分子化合物7は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位とが、50:45:5のモル比で構成された共重合体である。
【0120】
<化合物HTM-1の入手>
化合物HTM-1はLuminescence Technology社より購入した。
【化69】
【0121】
<合成例9> 燐光発光性化合物E1の合成
下記で表される燐光発光性化合物E1は、国際公開第2009/131255号に記載の方法に従って合成した。
【化70】
【0122】
<比較例CD1> 発光素子CD1の作製と評価
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚みでITO膜を付けることにより陽極を形成した。該陽極上に、正孔注入材料であるND-3202(日産化学工業製)をスピンコート法により65nmの厚さで成膜した。正孔注入層を積層した基板を大気雰囲気下において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
【0123】
(正孔輸送層の形成)
シクロヘキシルベンゼンとキシレンとを質量比で61.8:38.2となるように混合した溶媒(以下、「有機溶媒1」ともいう。)に、高分子化合物1を、有機溶媒1の量に対して0.6質量%の濃度で溶解させた。得られた溶液を用いて、正孔注入層の上に、スピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で200℃、30分間加熱させることにより、正孔輸送層を形成した。
【0124】
(発光層の形成)
有機溶媒1に、高分子化合物4及び燐光発光性化合物E1(高分子化合物4/燐光発光性化合物E1=70質量%/30質量%)を有機溶媒1の量に対して2.0質量%の濃度で溶解させた。得られた溶液を用いて、正孔輸送層の上に、スピンコート法により85nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、10分間加熱させることにより、発光層を形成した。
【0125】
(電子注入層及び陰極の形成)
発光層を形成した基板を蒸着機内において、1×10-4Pa以下にまで減圧した後、発光層の上に、電子注入材料であるフッ化ナトリウムを4nm蒸着して電子注入層を形成し、次いで、電子注入層の上に、アルミニウムを約80nm蒸着して陰極を形成した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子CD1を作製した。
【0126】
(発光素子の評価)
発光素子CD1に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD1の1000cd/mにおける発光効率は、46.8cd/Aであった。
【0127】
<実施例D1> 発光素子D1の作製と評価
比較例CD1の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、シリコーンオイルであるKF-96 1000cs(信越化学工業社製、式(2)(式中、Bがメチル基であり、sが0である)で表される構成単位を有し、重合度が300~400である高分子化合物B)を、有機溶媒1の量に対して10質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子D1を作製した。
発光素子D1に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D1の1000cd/mにおける発光効率は、52.3cd/Aであった。
【0128】
<実施例D2> 発光素子D2の作製と評価
比較例CD1の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して100質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子D2を作製した。
発光素子D2に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D2の1000cd/mにおける発光効率は、52.3cd/Aであった。
【0129】
<実施例D3> 発光素子D3の作製と評価
比較例CD1の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して1000質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子D3を作製した。
発光素子D3に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D3の1000cd/mにおける発光効率は、50.0cd/Aであった。
【0130】
比較例CD1、並びに、実施例D1、D2及びD3の結果を表2に示す。
【0131】
【表2】
【0132】
<比較例CD2> 発光素子CD2の作製と評価
比較例CD1の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物2」を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子CD2を作製した。 発光素子CD2に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD2の1000cd/mにおける発光効率は、47.6cd/Aであった。
【0133】
<実施例D4> 発光素子D4の作製と評価
実施例D1の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物2」を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D4を作製した。
発光素子D4に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D4の1000cd/mにおける発光効率は、51.8cd/Aであった。
【0134】
<実施例D5> 発光素子D5の作製と評価
実施例D2の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物2」を用いた以外は、実施例D2と同様にして、発光素子D5を作製した。
発光素子D5に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D5の1000cd/mにおける発光効率は、54.1cd/Aであった。
【0135】
<実施例D6> 発光素子D6の作製と評価
実施例D3の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物2」を用いた以外は、実施例D3と同様にして、発光素子D6を作製した。
発光素子D6に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D6の1000cd/mにおける発光効率は、49.8cd/Aであった。
【0136】
比較例CD2、並びに、実施例D4、D5及びD6の結果を表3に示す。
【0137】
【表3】
【0138】
<比較例CD3> 発光素子CD3の作製と評価
比較例CD1の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物3」を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子CD3を作製した。 発光素子CD3に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD3の1000cd/mにおける発光効率は、44.3cd/Aであった。
【0139】
<比較例CD4> 発光素子CD4の作製と評価
実施例D1の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物3」を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子CD4を作製した。
発光素子CD4に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD4の1000cd/mにおける発光効率は、43.6cd/Aであった。
【0140】
<比較例CD5> 発光素子CD5の作製と評価
実施例D2の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物3」を用いた以外は、実施例D2と同様にして、発光素子CD5を作製した。
発光素子CD5に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD5の1000cd/mにおける発光効率は、42.3cd/Aであった。
【0141】
<比較例CD6> 発光素子CD6の作製と評価
実施例D3の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物1」に代えて、「高分子化合物3」を用いた以外は、実施例D3と同様にして、発光素子CD6を作製した。
発光素子CD6に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD6の1000cd/mにおける発光効率は、42.0cd/Aであった。
【0142】
比較例CD3、CD4、CD5及びCD6の結果を表4に示す。
【0143】
【表4】
【0144】
<比較例CD7> 発光素子CD7の作製と評価
正孔輸送層及び発光層を以下のようにして形成したこと以外は比較例CD1と同様にして、発光素子CD7を作製した。
【0145】
(正孔輸送層の形成)
シクロヘキシルベンゼン、4-メトキシトルエン、3-フェノキシトルエン、及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノールを質量比で48.39:29.97:21.63:0.01となるように混合した溶媒(以下、「有機溶媒2」ともいう。)に、化合物HTM-1を有機溶媒2の量に対して0.8質量%の濃度で溶解させた。得られた溶液を用いて、正孔注入層の上に、スピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。
【0146】
【化71】
【0147】
(発光層の形成)
比較例CD1の(発光層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒2」を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光層を形成した。
【0148】
発光素子CD7に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD7の1000cd/mにおける発光効率は、33.9cd/Aであった。
【0149】
<実施例D7> 発光素子D7の作製と評価
比較例CD7の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製、式(2)(式中、Bがメチル基であり、sが0である)で表される構成単位と式(2)(式中、Bがフェニル基であり、sが0である)で表される構成単位とを有する高分子化合物B)を、有機溶媒2の量に対して10質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD7と同様にして、発光素子D7を作製した。
発光素子D7に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D7の1000cd/mにおける発光効率は、36.1cd/Aであった。
【0150】
<実施例D8> 発光素子D8の作製と評価
比較例CD7の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して100質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD7と同様にして、発光素子D8を作製した。
発光素子D8に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D8の1000cd/mにおける発光効率は、36.7cd/Aであった。
【0151】
<実施例D9> 発光素子D9の作製と評価
比較例CD7の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して1000質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD7と同様にして、発光素子D9を作製した。
発光素子D9に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D9の1000cd/mにおける発光効率は、34.9cd/Aであった。
【0152】
比較例CD7、並びに、実施例D7、D8及びD9の結果を表5に示す。
【0153】
【表5】
【0154】
<比較例CD8> 発光素子CD8の作製と評価
正孔輸送層を以下のようにして形成したこと以外は比較例CD7と同様にして、発光素子CD8を作製した。
【0155】
(正孔輸送層の形成)
有機溶媒2に高分子化合物5を有機溶媒2の量に対して0.7質量%の濃度で溶解させた。得られた溶液を用いて、正孔注入層の上に、スピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で200℃、30分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。
【0156】
発光素子CD8に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD8の1000cd/mにおける発光効率は、69.7cd/Aであった。
【0157】
<実施例D10> 発光素子D10の作製と評価
比較例CD8の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して10質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD8と同様にして、発光素子D10を作製した。
発光素子D10に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D10の1000cd/mにおける発光効率は、72.6cd/Aであった。
【0158】
<実施例D11> 発光素子D11の作製と評価
比較例CD8の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して100質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD8と同様にして、発光素子D11を作製した。
発光素子D11に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D11の1000cd/mにおける発光効率は、75.2cd/Aであった。
【0159】
<実施例D12> 発光素子D12の作製と評価
比較例CD8の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して1000質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD8と同様にして、発光素子D12を作製した。
発光素子D12に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D12の1000cd/mにおける発光効率は、71.1cd/Aであった。
【0160】
比較例CD8、並びに、実施例D10、D11及びD12の結果を表6に示す。
【0161】
【表6】
【0162】
<比較例CD9> 発光素子CD9の作製と評価
比較例CD8の(正孔輸送層の形成)における、「高分子化合物5」に代えて、「高分子化合物6」を用いた以外は、比較例CD8と同様にして、発光素子CD9を作製した。
発光素子CD9に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD9の1000cd/mにおける発光効率は、68.2cd/Aであった。
【0163】
<実施例D13> 発光素子D13の作製と評価
比較例CD9の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して10質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD9と同様にして、発光素子D13を作製した。
発光素子D13に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D13の1000cd/mにおける発光効率は、71.5cd/Aであった。
【0164】
<実施例D14> 発光素子D14の作製と評価
比較例CD9の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して100質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD9と同様にして、発光素子D14を作製した。
発光素子D14に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D14の1000cd/mにおける発光効率は、72.1cd/Aであった。
【0165】
<実施例D15> 発光素子D15の作製と評価
比較例CD9の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒2」に代えて、「有機溶媒2に、シリコーンオイルであるKF-50 100cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒2の量に対して1000質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD9と同様にして、発光素子D15を作製した。
発光素子D15に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D15の1000cd/mにおける発光効率は、70.0cd/Aであった。
【0166】
比較例CD9、並びに、実施例D13、D14及びD15の結果を表7に示す。
【0167】
【表7】
【0168】
<比較例CD10> 発光素子CD10の作製と評価
発光層を以下のようにして形成したこと以外は比較例CD2と同様にして、発光素子CD10を作製した。
【0169】
(発光層の形成)
有機溶媒1に高分子化合物7を有機溶媒1の量に対し0.9質量%の濃度で溶解させた。得られた溶液を用いて、正孔輸送層の上に、スピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、10分間加熱させることにより、発光層を形成した。
発光素子CD10に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD10の1000cd/mにおける発光効率は、4.4cd/Aであった。
【0170】
<実施例D16> 発光素子D16の作製と評価
比較例CD10の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して10質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD10と同様にして、発光素子D16を作製した。
発光素子D16に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D16の1000cd/mにおける発光効率は、4.9cd/Aであった。
【0171】
<実施例D17> 発光素子D17の作製と評価
比較例CD10の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して100質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD10と同様にして、発光素子D17を作製した。
発光素子D17に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D17の1000cd/mにおける発光効率は、5.0cd/Aであった。
【0172】
<実施例D18> 発光素子D18の作製と評価
比較例CD10の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して1000質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD10と同様にして、発光素子D18を作製した。
発光素子D18に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子D18の1000cd/mにおける発光効率は、4.6cd/Aであった。
【0173】
比較例CD10、並びに、実施例D16、D17及びD18の結果を表8に示す。
【0174】
【表8】
【0175】
<比較例CD11> 発光素子CD11の作製と評価
発光層を以下のようにして形成したこと以外は比較例CD3と同様にして、発光素子CD11を作製した。
【0176】
(発光層の形成)
有機溶媒1に高分子化合物7を有機溶媒1の量に対し0.9質量%の濃度で溶解させた。得られた溶液を用いて、正孔輸送層の上に、スピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、10分間加熱させることにより、発光層を形成した。
【0177】
発光素子CD11に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD11の1000cd/mにおける発光効率は、1.8cd/Aであった。
【0178】
<比較例CD12> 発光素子CD12の作製と評価
比較例CD11の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して10質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD11と同様にして、発光素子CD12を作製した。
発光素子CD12に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD12の1000cd/mにおける発光効率は、1.4cd/Aであった。
【0179】
<比較例CD13> 発光素子CD13の作製と評価
比較例CD11の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して100質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD11と同様にして、発光素子CD13を作製した。
発光素子CD13に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD13の1000cd/mにおける発光効率は、1.4cd/Aであった。
【0180】
<比較例CD14> 発光素子CD14の作製と評価
比較例CD11の(正孔輸送層の形成)における、「有機溶媒1」に代えて、「有機溶媒1に、KF-96 1000cs(信越化学工業社製)を、有機溶媒1の量に対して1000質量ppmの濃度で混合した溶媒」を用いた以外は、比較例CD11と同様にして、発光素子CD14を作製した。
発光素子CD14に電圧を印加することにより、EL発光が観測された。発光素子CD14の1000cd/mにおける発光効率は、1.3cd/Aであった。
【0181】
比較例CD11、CD12、CD13及びCD14の結果を表9に示す。
【0182】
【表9】
【0183】
発明者らは、実施例D1~D18で高い発光効率が得られた理由を以下のように考えている。実施例D1~D18では、高分子化合物Bと架橋基を有する高分子化合物1、高分子化合物2、高分子化合物5、高分子化合物6又は化合物HTM-1とを併用して正孔輸送層を形成したことで、高分子化合物Bを含有する正孔輸送層を有する発光素子D1~D18が作製された。高分子化合物Bは優れた絶縁性を有するため、再結合に用いられずに発光層を通過した電子を正孔輸送層と発光層の間の界面でブロックすることが可能である。それにより発光層中での再結合が促進され、発光効率が向上した。比較例CD1~CD3、及びCD7~CD11では、高分子化合物Bを用いずに正孔輸送層を形成したため、正孔輸送層は高分子化合物Bを含有しなかった。そのため、発光効率向上の効果が生じなかった。比較例CD4~CD6、及びCD12~CD14では、高分子化合物Bと架橋基を有しない高分子化合物3とを用いて正孔輸送層を形成したため、高分子化合物Bを含有するが架橋構造を有しない正孔輸送層が形成された。架橋構造を有しない正孔輸送層は有機溶媒に溶解し易い。そのため、発光層の形成中に正孔輸送層が有機溶媒に溶解して、正孔輸送層中の高分子化合物Bが失われた。その結果、発光素子CD4~CD6、及びCD12~CD14の正孔輸送層は十分な量の高分子化合物Bを含有せず、それゆえに発光効率向上の効果が生じなかった。
したがって、上記の結果から、架橋基を有する化合物A及び式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bを含有する組成物は、発光効率が優れる発光素子の製造に有用であることが示された。
【手続補正書】
【提出日】2023-06-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
架橋基を有する化合物Aと、式(2)で表される構成単位を含む高分子化合物Bと、溶媒とを含有し、
前記化合物Aの含有量が、前記溶媒に対して1000質量ppm超えであり、且つ、前記高分子化合物Bの含有量が、前記溶媒に対して1質量ppm以上1000質量ppm未満である、組成物。
【化1】
[式中、
1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するB1は、同一であっても異なっていてもよい。
sは0以上の整数を表す。複数存在するsは、同一であっても異なっていてもよい。]
【請求項2】
前記化合物Aが、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物Aである、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記架橋基を有する構成単位が、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である、請求項に記載の組成物。
【化2】
[式中、
nは1以上の整数を表す。
nAは0以上の整数を表す。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar3は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’)-で表される基、カルボニル基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Xは架橋基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化3】
[式中、
mA、m及びcは、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。mAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。mが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar5は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar5が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar4及びAr6は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’)-で表される基、カルボニル基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。KAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’は、水素原子、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。X’が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのX’は架橋基である。]
【請求項4】
前記高分子化合物Aが、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含む、請求項に記載の組成物。
【化4】
[式中、
X1及びaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。ArX2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ArX4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
X1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RX2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RX3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化5】
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項5】
前記高分子化合物Aが、前記式(Y)で表される構成単位として、式(Y-1)で表される構成単位又は式(Y-2)で表される構成単位を含む、請求項に記載の組成物。
【化6】
[式中、
Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
Y1は、-C(RY22-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY22-C(RY22-で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項6】
前記化合物Aが、式(Z’’)で表される化合物である、請求項1に記載の組成物。
【化7】
[式中、
B1、mB2及びmB3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。複数存在するmB1は、それらは同一でも異なっていてもよい。mB3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar7は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar7が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
B1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LB1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’’は、架橋基、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するX’’は、同一でも異なっていてもよい。但し、複数存在するX’’のうち、少なくとも1つは、架橋基である。]
【請求項7】
前記架橋基が、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基である、請求項1又は2に記載の組成物。
(架橋基A群)
【化8】
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0~5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよく、該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項8】
前記B1が、アルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項9】
前記溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項10】
前記溶媒が2種以上の溶媒を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項11】
前記2種以上の溶媒のうちの少なくとも1種が、芳香族炭化水素系溶媒又は芳香族エーテル系溶媒である、請求項10に記載の組成物。
【請求項12】
前記2種以上の溶媒のうちの少なくとも2種が、芳香族炭化水素系溶媒及び芳香族エーテル系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも2種である、請求項10に記載の組成物。
【請求項13】
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項14】
陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた1又は複数の有機層と、を有する発光素子の製造方法であり、
前記有機層の少なくとも1層を請求項1又は2に記載の組成物を用いて湿式法により形成する工程を含む、前記発光素子の製造方法。